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超算+AI演绎“超智融合”发展趋势

2024年10月14日 

  ▶ 本报记者 张伟

  近年来,超算与人工智能持续融合,应用边界不断拓展,应用场景不断丰富,成为科技创新和产业变革的重要驱动力。在人工智能发展催生海量算力需求背景下,超算与智算技术如何融合发展?如何定义“超智融合”?

  9月23日,中国智能计算产业联盟、国家高性能计算机工程技术研究中心等联合在武汉市发布国内首部“超智融合”研究报告《2024中国算力发展研究报告之超智融合技术路线与趋势》,集中阐述对这些问题所进行的系统性思考与总结。在第二十届全国高性能计算学术年会(CCF HPC China 2024)期间,记者就此采访了多位业界专家。

  “超智融合”成必然趋势

  该研究报告指出,算力赋能人工智能的关键在于超算、智算基础设施融合演进。作为计算技术演进的里程碑,超智融合标志着从通用计算主导传统科学计算过渡到异构、通用计算融合的新时代。

  研究报告强调,随着人工智能技术的快速发展,传统高性能计算(HPC)与人工智能计算(AI)的融合已成为不可逆转的趋势。这种融合被业界称之为超智融合,并且正在重塑计算科学、IT产业和人类社会发展格局。

  一方面,应用侧对算力的需求越来越多元化,超智融合兼具超算的双精度浮点运算处理能力和智算的整数运算或半精度16位的浮点运算能力,可满足“AI for Science”等混合计算精度应用场景需求;另一方面,随着AI大模型复杂度提高,超智融合可提升AI大模型训练、推理计算效率与可信度。

  此外,超智融合发展将呈现出3个阶段:一是超算支撑AI应用(For AI),利用强大算力提升AI性能;二是AI改进传统超算(By AI),通过AI技术使计算系统更加智能和高效;三是超智实现内生融合(Being AI),使AI技术成为计算系统的核心。

  中国智能计算产业联盟秘书长安静分析认为,推动超智融合发展有如下几大关键因素:首先,人工智能催生的巨大算力需求,正推动超算性能向适AI化升级。目前,千亿参数人工智能大模型的训练已成为名副其实的算力黑洞。其次,应用侧对算力结构转型存在迫切需求,基础算力、智算算力、超算算力等应用的多元化发展催生超智融合。第三,单一计算架构已无法应对日益复杂的计算场景,通过超智融合技术将超算的强大处理能力与智算的算法优化能力融合发展已成大势所趋。

  在中国科学院计算技术研究所研究员张云泉看来,人工智能大模型迅猛发展,展现出新质生产力特质,但目前也遇到了算力瓶颈。他期待“我国在超算领域尽快拥有深厚技术积累,希望超算与人工智能融合发展以有效化解这一挑战。”

  “超智融合”依托先进计算平台

  研究报告指出,国家超算互联网等先进计算平台是超算、智算基础设施融合演进的重要依托,这些平台通过链接全国的超算、智算基础设施,汇聚全国各个算力中心的异构算力资源,可以让多个超算中心、智算中心之间更加紧密地融合,更高效快速地共同解决大型复杂计算难题。

  数字化、智能化趋势下,算力已成为推动经济社会发展的重要驱动力。计算场景纷繁复杂,单一计算架构无法应对,超算与人工智能融合发展将有助于把超算的强大处理能力与智算算法的优化能力充分结合起来。

  自4月11日国家超算互联网平台上线以来,该平台依托一体化的算力调度、数据传输、生态协作体系,紧密连接供需方,通过市场化运营和服务体系,实现算力资源统筹调度,构建和完善全国一体的算力调度网络和面向超算应用的生态协作网络,打造国家先进算力底座。

  目前该平台已连接算力产业上游270余家各类应用服务商、下游100余家行业软件生态企业,上线6000余款算力商品,服务用户超10万家,推动算力引擎赋能千行百业。

  安静介绍了超智融合在多个行业和领域的创新应用潜力。在金融领域,超智融合发挥着重要作用,尤其是在处理复杂数据和优化算法方面,为金融分析和决策提供了强有力的支撑。在能源矿产勘探领域,超智融合显示出巨大潜力,能够处理大规模的数据集,提高资源勘探的效率和精度。

  上海超级计算中心主任李根国指出,以上海气象局为例,在全球气候研究领域,超智融合通过其强大的数据处理能力和高效的问题求解策略,对复杂系统进行精准模拟,为全球气候研究提供了重要支撑。以上海药物所为例,在生物医药研发领域,超智融合的应用加速了科技成果转化和知识边界拓宽,有助于加快药物发现和开发过程。

  “随着超智融合技术的不断突破和应用深化,它将成为推动科技创新的关键力量,为各行业的转型升级和数字经济发展提供核心驱动力。”安静强调,超智融合技术的发展需要产学研用各方的共同努力。她呼吁业界加强合作,共同推动超智融合技术的研发和应用,为我国计算产业的创新发展注入新动力。

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